本發(fā)明涉及電壓電流采集領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、寬帶電壓電流隔離采樣技術(shù)是一種用于功率放大器（power?amplifier，簡(jiǎn)稱“功放”）中的技術(shù)。在該系統(tǒng)中，功放是負(fù)責(zé)將弱信號(hào)放大以驅(qū)動(dòng)換能器進(jìn)行電能和聲能互相轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備。為了保證音質(zhì)和防止信號(hào)損失，功放需要能夠處理高頻率、大功率的信號(hào)，同時(shí)還需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行精確的采集和隔離。在傳統(tǒng)的功放設(shè)計(jì)中，電流和電壓的采集通常是通過直接連接的方式進(jìn)行，這種直接連接的方式可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)干擾、噪聲和失真等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有的功放設(shè)計(jì)中存在信號(hào)干擾、噪聲和失真等問題。

2、本發(fā)明提供了一種寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，包括：

3、電流變換電路、電壓變換電路、信號(hào)放大及處理電路、供電穩(wěn)壓電路、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路、輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路；

4、信號(hào)放大及處理電路與采樣/監(jiān)聽輸出電路連接；

5、供電穩(wěn)壓電路與電壓變換電路、信號(hào)放大及處理電路、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路連接；

6、電流變換電路包括：信號(hào)壓差檢測(cè)電路和電壓對(duì)地分壓可調(diào)電路；

7、電壓變換電路包括：信號(hào)補(bǔ)償濾波電路和信號(hào)增益編程放大電路；

8、信號(hào)放大及處理電路包括：同相比例運(yùn)算放大電路和電壓隔離跟隨電路；

9、信號(hào)壓差檢測(cè)電路、電壓對(duì)地分壓可調(diào)電路、同相比例運(yùn)算放大電路、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路依次連接；

10、信號(hào)補(bǔ)償濾波電路、信號(hào)增益編程放大電路、電壓隔離跟隨電路、輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路依次連接。

11、優(yōu)選的：

12、電流變換電路用于對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行過濾。

13、優(yōu)選的：

14、信號(hào)補(bǔ)償濾波電路用于濾除輸入的電壓信號(hào)中的高頻噪聲和雜波，并且對(duì)高頻的電壓信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；

15、信號(hào)增益編程放大電路用于電壓信號(hào)的放大。

16、優(yōu)選的：

17、信號(hào)補(bǔ)償濾波電路包括：電容ch1、電容ch2、電容ch3、電容ch4、可調(diào)電容ct1、可調(diào)電容ct2，電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7、電阻r8和電阻r9；

18、電阻r1的一端與信號(hào)輸入端hv1和電容ch1連接，電阻r1的另一端與電容ch2、電阻r3和電阻r9連接，電容ch1與電容ch2連接；

19、電阻r2的一端與信號(hào)輸入端hv2和電容ch3連接，電阻r2的另一端與電容ch4、電阻r4和電阻r9連接，電容ch3與電容ch4連接；

20、電阻r3與電阻r5和電阻r7和信號(hào)增益編程放大電路連接，電阻r7與地線連接；

21、電阻r4與電阻r6、電阻r8和信號(hào)增益編程放大電路連接，電阻r8與地線連接；

22、電阻r5、可調(diào)電容ct1、可調(diào)電容ct2和電阻r6依次連接，可調(diào)電容ct1和可調(diào)電容ct2與地線連接。

23、優(yōu)選的：

24、信號(hào)增益編程放大電路包括：電容c5、電容c6、電容c7、電容c8、電容c9、電容c10，電阻r10、電阻r11、電阻r12、電阻r13、電阻r14，電位器rt1、可編程增益儀表放大器uh1和運(yùn)算放大器uh2；

25、可編程增益儀表放大器uh1的1引腳與電阻r4、電阻r6和電阻r8連接，2引腳與地線連接，3引腳與電容c6、電容c8和供電穩(wěn)壓電路連接，4引腳與電阻r10連接，5引腳與電阻r11連接，6引腳與供電穩(wěn)壓電路連接，7引腳與電阻r12連接，8引腳與電容c5和電容c7和供電穩(wěn)壓電路連接，9引腳與地線連接，10引腳與電阻r3、電阻r5和電阻r7連接；

26、運(yùn)算放大器uh2的1引腳與電壓隔離跟隨電路連接，2引腳與電阻r14連接，3引腳與電阻r12和電阻r13連接，4引腳與電容c10和供電穩(wěn)壓電路連接；

27、電阻r13、電位器rt1和地線依次連接。

28、優(yōu)選的：

29、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路用于將放大后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其有效值相對(duì)應(yīng)的直流電流信號(hào)；

30、輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路用于將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其有效值相對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)。

31、優(yōu)選的：

32、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路均采用ad637芯片進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

33、一種寬帶電壓電流隔離采集方法，用于實(shí)現(xiàn)所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，包括：

34、s1：若選擇第一工作模式則進(jìn)入步驟s2，若選擇第二工作模式則進(jìn)入步驟s3，若選擇第三工作模式則進(jìn)入步驟s4，若選擇第四工作模式則進(jìn)入步驟s5；

35、s2：通過電流變換電路、同相比例運(yùn)算放大電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集檢測(cè)；

36、s3：通過電流變換電路、同相比例運(yùn)算放大電路、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集檢測(cè)；

37、s4：通過電壓變換電路、電壓隔離跟隨電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集檢測(cè)；

38、s5：通過電壓變換電路、電壓隔離跟隨電路、輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集檢測(cè)。

39、本發(fā)明具有以下有益效果：

40、通過設(shè)置信號(hào)補(bǔ)償濾波電路處理高頻電壓信號(hào)，濾除輸入的電壓信號(hào)中的高頻噪聲和雜波，并且對(duì)高頻的電壓信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，提供采集的電壓信號(hào)的精確度；通過電壓隔離跟隨電路隔絕了外部干擾，確保了采集電壓過程的穩(wěn)定性和信號(hào)的純凈度；通過輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路將交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，能夠確保在直流信號(hào)采集時(shí)的高精度和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于：

8.一種寬帶電壓電流隔離采集方法，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種寬帶電壓電流隔離采集系統(tǒng)及方法，涉及電壓電流采集領(lǐng)域，包括：電流變換電路、電壓變換電路、信號(hào)放大及處理電路、供電穩(wěn)壓電路、輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路、輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路和采樣/監(jiān)聽輸出電路。本發(fā)明通過設(shè)置信號(hào)補(bǔ)償濾波電路處理高頻電壓信號(hào)，濾除輸入的電壓信號(hào)中的高頻噪聲和雜波，并且對(duì)高頻的電壓信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，提供采集的電壓信號(hào)的精確度；通過電壓隔離跟隨電路隔絕了外部干擾，確保了采集電壓過程的穩(wěn)定性和信號(hào)的純凈度；通過輸出電流有效值轉(zhuǎn)換電路和輸出電壓有效值轉(zhuǎn)換電路將交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，能夠確保在直流信號(hào)采集時(shí)的高精度和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：肖雯,楊曉俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南拓普電子科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10